CMF | 日本最新推出一款木质汽车，可再生环保材料发展潜力巨大

产业的发展离不开CMF（色彩、材料、工艺）

近日，在日本东京车展上，由京都大学领导的财团展示了最新的木制汽车（NCV）。

这款汽车是用一种纤维素纳米纤维材料CNF制成，这是一种植物基材料，包含了木材、植物基材料、农业废料等，轻量化程度可以实现零件减重50%、整车减重10%以上。从下图可以看到，车门、车顶板、仪表盘等大部分车身和内饰，都采用了明显的木质材料。同时部分车身也使用了金属、玻璃和橡胶等材料。

这款汽车的外观由丰田汽车定制与开发公司的 Yuzo Niimi 设计，车身包裹着银色的涂层，充满了切割感的线条设计，整体看上去有着超跑的气质。

CNF材料不仅用于内部零件，同时还用于要求更高强度、更高刚度和更高外观质量的外板。透明的顶部和后窗采用添加了CNF的聚碳酸酯（PC）的树脂玻璃。当加入CNF时，PC的强度和刚度增加，可以减少厚度，从而减少重量。小直径的CNF可以透光，不会降低透明度。这种特性被用于透明的屋顶和后窗。

可以看到，日本在追求环保及轻量化的方向是很超前的，已经不满足于电动化，这可能是因为其国家地理位置及人文环境的影响，让他们对这方面极其看重。

我们把话题拉回到材料上，据了解，这种CNF材料虽然是植物基材料，但性能更加优越，比如重量仅仅是钢的五分之一，强度却是钢的五倍。除此之外，用这种材料，生产过程也大大减少了与汽车制造相关的碳排放。

目前，包括丰田汽车部门在内的许多汽车制造商正在调研CNF材料，看是否可以降低成本，完成量产。

 可再生环保材料在汽车中的发展空间广阔 

近年来，类似CNF的生物基可再生环保性材料在汽车中的应用越来越多，比如生物基塑料、生物基纤维等，已经成为大的发展趋势。奔驰、奥迪、丰田、宝马等汽车主机厂均有采用生物基可再生塑料制备汽车零部件的车型发布，不仅极大提高轻量化，同时具备性能优良、安全无毒、低VOC等特点。

图 奔驰A级轿车发动机罩盖，采用的是帝斯曼生物基聚酰胺，其原材料中约有70%来自于可再生资源蓖麻

图 路虎在纽约汽车展上展示的纯蔬菜材料，被配备在其2020款揽胜Evoque、揽胜Velar和捷豹I-Pace SUV上。

图 丰田纺织推出的洋麻纤维复合材料制备成的内饰板

图 椰壳纤维显微照，福特首款全电动汽车Focus Electric行李箱承重底板采用椰壳纤维进行增强

图 保时捷全新718 Cayman GT4 Clubsport，首款配备由天然纤维复合材料制造车身部件的量产赛车

今年橡塑展上，小编也在很多材料企业展位上看到生物基可再生环保材料。这类材料是以树脂为基材，添加玉米秸秆、高粱秸秆、竹子、水稻秸秆、松木等植物纤维，制备成新型环保材料，有着绿色环保、抗菌防霉等特点，同时用这些取之不尽用之不竭的原料，也为全球可持续发展战略做出了贡献。

图 竹纤维材料，拍摄于聚赛龙展台

图 玉米秸秆材料，拍摄于聚赛龙展台

图 高粱秸秆材料，拍摄于聚赛龙展台

但如此环保的材料为何没有在汽车中大量普及呢？主要有以下几点问题：

• 材料种类单一，可控性较差，毕竟植物基纤维的差异化比较大；
• 生物基材料热稳定性较差，用于汽车，在高温条件下力学性能达不到标准；
• 加工技术不够成熟，产能不足；
• 多数生物基材料成本要高于石油基材料；
• 目前应用的领域相对低端，汽车电子等高端领域应用亟待突破；
• 环保虽说是趋势，但这种理念还未过多渗透到汽车工业领域。

未来，环保可再生材料在汽车中的应用还是有很大发展空间的，主机厂与材料企业需互相配合，突破技术障碍，主要是几个方向：1. 低成本、高性能；2. 可满足汽车应用性能；3. 综合改性应用；相信在不久的将来一定会被广泛应用！

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